LAUDA ECO 在 PEM 电解槽制氢实验中的应用

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1、 未来能源-氢能  氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源。20世纪70年代，为了摆脱对进口石油的依赖，美国首次提出了“氢经济”的概念，认为未来氢气能够取代石油成为支撑全球的主要能源。  根据制氢过程的碳排放强度，氢被分为“灰氢”“蓝氢”和“绿氢”。其中，“绿氢”的制取方法是通过可再生能源发电，进行电解水制氢，这种制氢方式在过程中没有碳排放，是主要的发展方向。2、PEM电解水制氢  电解水制氢，是在直流电的作用下，通过电化学过程将水分子分解，分别在阴、阳极析出，产生氢气。电解水制氢目前主要有三种技术路线：碱性电解 (AWE) ，质子交换膜 (PEM) 电解，以及固体氧化物 (SOEC) 电解 。其中，PEM 电解水制氢的效率较高，技术较成熟，是当下主流的，较有前景的电解水制氢技术。3、LAUDA ECO用于PEM电解槽制氢实验  PEM 电解槽作为 PEM 电解水制氢的关键装备，在制氢系统中占据着重要地位，影响着制氢系统的总成本。下图中，研究人员正在对 PEM 电解槽进行基础研究。图中是一个四通道试验台，可同时对四个 PEM 电解槽进行测试，在测试过程中，研究人员可以获得有关电流密度分布、动态操作行为和气体纯度的可靠数据，并对这些数据进行评估。    根据电解水制氢的热力学反应原理分析，电解水制氢为非自发的吸热过程，操作温度的选取对于电解槽的能耗具有显著影响，提高操作温度可以降低能耗。但在实际应用中，电解水制氢操作温度的选取，除了考虑能耗，也需要考虑电解槽零部件材料的耐受温度，故通常反应温度在 80℃ 左右。  所以，用于电解槽控温的恒温器需要保持 80±0.1 ℃ 的恒定温度，并能够在无人值守的情况下连续运行；同时还需要以太网接口，用于远程启动程序和记录数据；以及搭配两个温度传感器，用于确定电解槽输入端和输出端的液体温度。  在图中的四通道试验台上，LAUDA 为每个 PEM 电解槽搭配了一台 LAUDA ECO E 4 S 恒温器。ECO E 4 S 工作温度范围 20-200℃，温度稳定性0.01K，加热功率最高至2.0kW，具备以下特点，完全符合试验要求。1、 体积小，可以和实验台桌面的尺寸完美匹配2、 功率足够大，可以迅速达到 80 °C 并保持恒温3、 可通过以太网接口进行控制，实现外部监控和数据存储4、 控制器 ECO Silver 可实现对编程器和控制参数的精确控制，避免温度过冲  目前，研究人员正在建造一个 8 通道试验台，并计划在将来建造一个 40 通道试验台，关于如何连接 40 个 PEM 电解槽和恒温设备， LAUDA 已与研究人员进行了探讨，并初步制定了一个创新解决方案。作为温控设备行业专家，LAUDA 始终热衷于和用户交流，根据用户的实际需求，制定可靠的合作方案。  合作共赢，共同发展，快来咨询 LAUDA，制定适合您的应用解决方案吧！参考产品：LAUDA ECO E 4 S温度范围20-200 ℃最高压力泵流量22 L/min温度稳定性0.01 K外形尺寸168*272*376 mmLAUDA加热型恒温器接口模块 LAUDA Alpha /第36页 LCD 显示屏 (Silver)简单的文字菜单导航或 TFT 显示屏 (Gold)操作简单 加热曲线 导热液体： Therm 250,浴槽加盖 Bath temperature °C 浴槽温度 °C 加 T 热 im 时 e 间 mi nmin 所有的加热恒温器都标配有冷却盘管 重要功能 •内置程序控制器编辑温度参数 •内外循环流速控制与切换，操作时可以从外部进行调 整 •可以通过 Pt 100/Libus 模块进行系统升级来进行外部温度控制和使用 Command 控制器来控制设备 •工作温度范围可单独限制，并且拥有独立的过温保护 设置 包含的附件 冷却盘管、浴槽盖和泵连接头（E 4标配） 其它的附件 管子、浴槽盖、泵连接组件、通信模块 （见第 47页） 所有的技术参数和电源供应可以参阅技术参数部分 更多信息请浏览 www.lauda.de/1726 LAUDA 加热型恒温器 设备总览 LAUDA Alpha / 第 36页 LAUDA ECO / 第 38页 LAUDA PRO /第 40页 口口 寸咽的嫩寸靈乏盈 o oo N 口 盈口 E aao LAUDA Alpha /第 36页 - - - - - - - - - - - - - LAUDA ECO /第 38页 Z - S Z Z Z Z Z Z Z Z 1 1 LAUDA PRO /第 40页 S - S S Z Z Z Z Z Z Z 1 - LAUDA Proline主控器 S - - Z Z Z Z Z Z Z Z 2 - LAUDA Proline Command 控制器 S - - Z S Z Z Z Z Z Z 2 - S = 标配 Z = 作为附件可选 LAUDA Proline 桥式恒温器 /第 42页 PBD C LAUDA Proline 透明窗式恒温器 /第 44页 47 LAUDA 加热型恒温器 功能总览 显示屏 7段 LCD单色 TFT OLED TFT 7段 LCD单色 操作模式 3键 3软键 方向软键盘 方向软键盘 多点触控 4键 方向软键盘 远程控制 - - - √ √ - √ 用户管理 - - - - √ - - 数据记录，输出到 USB - - - - √ - - 1点校准 √ √ √ √ √ √ √ 2点校准 - - - √ √ - - 编程器，程序数/段数 - 1 / 20 5 / 150 1 / 20 100 / 5000 - 5 / 150 编程器，容差范围调整功能 - √ √ √ √ - √ 梯度程序 - - - - √ - √ 定时功能 - - - - √ - √ 倒计时功能 √ - - - √ - √ 温度曲线图线显示 - - √ - √ - √ 可调旁路阀 - - - - - √ √ 液位显示（数字） - - - √ √ √ √ 待机计时器 - √ √ √ √ √ √ 低液位报警 √ √ √ √ √ √ √ 放液阀门 - √ √ √ √ √ √ √ - - - - - - 放液螺纹口 LAUDA 加热型恒温器 技术参数符合 DIN 12876标准 cc E 第 二 LAUDA Alpha /第 36页 A 25 ... 100 20 ... 100 −25 ... 100 0.05 I, NFL 1.5 D 0.2 - 15.0 - N/A - - A 6 25 ... 100 20 ... 100 −25 ... 100 0.05 I, NFL 1.5 D 0.2 - 15.0 - N/A - 2.5 A 12 25 ... 100 20 ... 100 −25 ... 100 0.05 I, NFL 1.5 D 0.2 - 15.0 - N/A - 8.0 A 24 25 ... 100 20 ... 100 −25 ... 100 0.05 I, NFL 1.5 D 0.2 - 15.0 - N/A - 18.0 LAUDA ECO /第 38页 Silver 20 ... 200 20 ... 200 −20 ... 200 0.01 III, FL 2.0 V 0.55 - 22.0 - N/A - - ET 6 S 20 ... 100 20 ... 100 −20 ... 100 0.01 III, FL 2.0 V 0.55 - 22.0 - N/A - 5.0 ET 12 S 20 ... 100 20 ... 100 −20 ... 100 0.01 III, FL 2.0 V 0.55 - 22.0 - N/A - 9.5 ET 15 S 20 ... 100 20 ... 100 −20 ... 100 0.01 III, FL 2.0 V 0.55 - 22.0 - N/A 13 13.5 ET 20 S 20 ... 100 20 ... 100 −20 ... 100 0.01 III, FL 2.0 V 0.55 - 22.0 - N/A - 15.0 E 4 S 20 ... 200 20 ... 200 −20 ... 200 0.01 III, FL 2.0 V 0.55 - 22.0 - N/A 13 3.0 E 10 S 20 ... 200 20 ... 200 −20 ... 200 0.01 III, FL 2.0 V 0.55 - 22.0 - N/A - 7.5 E 20 S 20 ... 200 20 ... 200 −20 ... 200 0.01 III, FL 2.0 V 0.55 - 22.0 - N/A - 13.0 E 25 S 20 ... 200 20 ... 200 −20 ... 200 0.01 III, FL 2.0 V 0.55 - 22.0 - N/A - 16.0 E 40 S 20 ... 200 20 ... 200 −20 ... 200 0.01 III, FL 2.0 V 0.55 - 22.0 - N/A - 32.0 Gold 20 ... 200 20 ... 200 −20 ... 200 0.01 III, FL 2.6 V 0.55 - 22.0 - N/A - - ET 6 G 20 ... 100 20 ... 100 −20 ... 100 0.01 III, FL 2.6 V 0.55 - 22.0 - N/A - 5.0 ET 12 G 20 ... 100 20 ... 100 −20 ... 100 0.01 III, FL 2.6 V 0.55 - 22.0 - N/A - 9.5 ET 15 G 20 ... 100 20 ... 100 −20 ... 100 0.01 III, FL 2.6 V 0.55 - 22.0 - M16 × 1 - 13.5 ET 20 G 20 ... 100 20 ... 100 −20 ... 100 0.01 III, FL 2.6 V 0.55 - 22.0 - N/A - 15.0 E 4 G 20 ... 200 20 ... 200 −20 ... 200 0.01 III, FL 2.6 V 0.55 - 22.0 - M16 × 1 - 3.0 E 10 G 20 ... 200 20 ... 200 −20 ... 200 0.01 III, FL 2.6 V 0.55 - 22.0 - N/A - 7.5 E 20 G 20 ... 200 20 ... 200 −20 ... 200 0.01 III, FL 2.6 V 0.55 - 22.0 - N/A - 13.0 E 25 G 20 ... 200 20 ... 200 −20 ... 200 0.01 III, FL 2.6 V 0.55 - 22.0 - N/A - 16.0 E 40 G 20 ... 200 20 ... 200 −20 ... 200 0.01 III, FL 2.6 V 0.55 - 22.0 - N/A - 32.0 * D: 压力泵（用于导热液的循环）。 V: 变量泵（压力泵，不同泵级可调） 一 半 x骶 力 冷 F 太 50.0 - 150 100 - 125 × 150 × 300 3.6 230 V; 50 Hz & 220 V; 60 Hz 1.5 L000618 A 5.5 145x161 150 130 212 181 × 332 × 370 6.5 230 V; 50 Hz & 220 V; 60 Hz 1.5 L000619 A 6 12.0 235x161 200 180 262 270 × 332 × 420 7.7 230 V; 50 Hz & 220 V; 60 Hz 1.5 L000620 A 12 25.0 295x374 200 180 262 332 × 535 × 420 10.5 230 V; 50 Hz & 220 V; 60 Hz 1.5 L000621 A 24 - - 150 - - 130 × 135 × 325 3.2 230 V; 50/60 Hz 2.1 L001076 SILVER 6.0 130 × 285 160 140 169 143 × 433 × 349 4.5 230 V; 50/60 Hz 2.1 L001096 ET 6 S 12.0 300 × 175 160 140 208 322 × 331 × 389 7.1 230 V; 50/60 Hz 2.1 L001097 ET 12 S 15.0 275 × 130 310 290 356 428 × 148 × 532 6.5 230 V; 50/60 Hz 2.1 L001098 ET 15 S 20.0 300 × 350 160 140 208 322 × 506 × 389 9.5 230 V; 50/60 Hz 2.1 L001099 ET 20 S 3.5 135x105 150 130 196 168 × 272 × 376 6.5 230 V; 50/60 Hz 2.1 L001084 E 4 S 11.0 300x190 150 130 196 331 × 361 × 376 8.5 230 V; 50/60 Hz 2.1 L001085 E 10 S 19.0 300x365 150 130 196 331 × 537 × 376 10.0 230 V; 50/60 Hz 2.1 L001087 E 20 S 25.0 300x365 200 180 246 331 × 537 × 426 13.5 230 V; 50/60 Hz 2.1 L001088 E 25 S 40.0 300x613 200 180 248 350 × 803 × 428 25.5 230 V; 50/60 Hz 2.1 L001089 E 40 S - - 150 - - 130 × 135 × 325 3.4 230 V; 50/60 Hz 2.7 L001077 GOLD 6.0 130 × 285 160 140 169 143 × 433 × 349 5.0 230 V; 50/60 Hz 2.7 L001100 ET 6 G 12.0 300 × 175 160 140 208 322 × 331 × 389 8.0 230 V; 50/60 Hz 2.7 L001101 ET 12 G 15.0 275 × 130 310 290 356 428 × 148 × 532 6.7 230 V; 50/60 Hz 2.7 L001102 ET 15 G 20.0 300 × 350 160 140 208 322 × 506 × 389 10.0 230 V; 50/60 Hz 2.7 L001103 ET 20 G 3.5 135x105 150 130 196 168 × 272 × 376 6.5 230 V; 50/60 Hz 2.7 L001090 E 4 G 11.0 300x190 150 130 196 331 × 361 × 376 9.0 230 V; 50/60 Hz 2.7 L001091 E 10 G 19.0 300x365 150 130 196 331 × 537 × 376 10.0 230 V; 50/60 Hz 2.7 L001093 E 20 G 25.0 300x365 200 180 246 331 × 537 × 426 12.5 230 V; 50/60 Hz 2.7 L001094 E 25 G 40.0 300x613 200 180 248 350 × 803 × 428 19.5 230 V; 50/60 Hz 2.7 L001095 E 40 G LAUDA 加热型恒温器 更多性能参数 泵特性曲线 导热液体：水 压力 bar Pressure bar LAUDA ECO /第 38页 加热曲线 导热液体 : Thermo 250,浴槽加盖 浴槽温度 °C Bath temperature °C 加热曲线 导热液体 : 水 ,浴槽加盖 Ba 浴 th 槽 te 温 mp 度 e r °a C ture °C 泵特性曲线 导热液体：水 P 压 re 力 ss u b r a e r bar 0.5 0.4 0.3 1 S 级 te 别 p1 1 0.2 2 S 级 te 别 p 22 3 S 级 te 别 p 33 0.1 6 5 4 3 2 1 4 S 级 te 别 p 44 5 S 级 te 别 p 55 6 S 级 te 别 p 66 0 5 10 15 20 泵流量 L/min Pump fl ow L /min LAUDA ECO 实验室经济型的制冷恒温器温度范围从 −50到 200 °C −50 °C 200 °C 操作简单且应用范围非常广的产品线 ECO 恒温器有提供了标准的 Silver （黑白的 LCD 显示屏）或者 Gold 版（彩色 TFT 显 示屏）的两种类型，配备有大量的接口模块作为附件。循环泵有 6个级别可调。完整的产品线提供冷却能力从 180至 700W 的设备，且最低温度从 -15到 -50 ℃的 选项。高性能的 LAUDA ECO 系列设备与节能的 LAUDA SmartCool 系统协作，该 系统可根据所需的运行状态自动调整冷却能力。 ECO 制冷恒温器系列产品还有天然制冷剂型号可选，为环保添砖加瓦。 单色的 LCD(Silver)显示屏使用纯文字菜单导航或者彩色 TFT 显示屏 (Gold)使操作 简单直观 标配有满足外部循环需要的泵外循环组件 冷却曲线 导热液体 :乙醇，浴槽加盖 重要功能 •集成的编程器编辑温度曲线 Bath temperature °C 浴槽温度 °C •可调节的内外循环切换开关，运行时可以从外部进行 调整 • USB 端口为标配 包含的附件 浴槽盖、泵连接头、堵头 其它的附件 管子、通信模块 所有的技术参数和电源供应可以参阅技术参数部分 冷 T 却 im 时 e 间 mi n min 更多信息请浏览 www.lauda.de/1738 LAUDA ECO 标配有浴槽盖和泵连接组件的制冷恒温器。设备后部的放液口使更换导 热液体更方便、安全。 LAUDA 制冷型恒温器 设备总览 LAUDA Alpha /第 60页 LAUDA ECO /第 62页 LAUDA Proline Kryomats /第 66页 RP 4090 C / RP 4090 CW LAUDA Alpha /第60页 - - - - - - - - - - - - - LAUDA ECO /第62页 Z - S Z Z Z Z Z Z Z Z 1 1 LAUDA PRO /第64页 S - S S Z Z Z Z Z Z Z 1 - LAUDA Proline Kryomat /第66页 S - - Z S Z Z Z Z Z Z 2 - S =标配 Z =作为附件可选 69 LAUDA 制冷型恒温器 功能总览 显示屏 7段 LCD单色 TFT OLED TFT LCD单色 操作模式 3键 3-软键 方向软键盘 方向软键盘 多点触控 方向软键盘 远程控制 - - - √ √ √ 用户管理 - - - - √ - 数据记录，输出到 USB - - - - √ - 1点校准 √ √ √ √ √ √ 2点校准 - - - √ √ - 编程器，程序数/段数 - 1 / 20 5 / 150 1 / 20 100 / 5000 5 / 150 编程器，容差范围调整功能 - √ √ √ √ √ 梯度程序 - - - - √ √ 定时功能 - - - - √ √ 倒计时功能 √ - - - √ √ 温度曲线图线显示 - - √ - √ √ 可调旁路阀 - - - - - √ 液位显示（数字） - - - √ √ √ 待机计时器 - √ √ √ √ √ 低液位报警 √ √ √ √ √ √ 放液阀门 - √ √ √ √ √ 放液螺纹口 - - - - - 放液螺纹口 √ LAUDA 制冷型恒温器 技术参数符合 DIN 12876标准 LAUDA Alpha /第 60页 RA 8 −25 ... 100 0.05 I, NFL 1.5 0.23 - 0.16 - 0.08 - - - - - - - - - D 0.2 RA 12 −25 ... 100 0.05 I, NFL 1.5 0.33 - 0.26 - 0.08 - - - - - - - - - D 0.2 RA 24 −25 ... 100 0.05 I, NFL 1.5 0.43 - 0.33 - 0.08 - - - - - - - - - D 0.2 LAUDA ECO /第 62页 RE 415 S −15 ... 200 0.02 III, FL 2.0 0.181 - 0.121 - - - - - - - - - - - V 0.55 RE 420 S −20 ... 200 0.02 III, FL 2.0 0.201 - 0.151 - 0.031 - - - - - - - - - V 0.55 RE 630 S −30 ... 200 0.02 III, FL 2.0 0.301 - 0.241 - 0.101 - 0.021 - - - - - - - V 0.55 RE 1050 S −50 ... 200 0.02 III, FL 2.0 0.701 - 0.601 - 0.351 - 0.191 0.101 0.021 - - - - - V 0.55 RE 1225 S −25 ... 200 0.02 III, FL 2.0 0.301 - 0.241 - 0.091 0.041 - - - - - - - - V 0.55 RE 2025 S −25 ... 200 0.02 III, FL 2.0 0.301 - 0.231 - 0.061 0.031 - - - - - - - - V 0.55 RE 415 G −15 ... 200 0.02 III, FL 2.6 0.181 - 0.121 - - - - - - - - - - - V 0.55 RE 420 G −20 ... 200 0.02 III, FL 2.6 0.201 - 0.151 - 0.031 - - - - - - - - - V 0.55 RE 630 G −30 ... 200 0.02 III, FL 2.6 0.301 - 0.241 - 0.101 - 0.021 - - - - - - - V 0.55 RE 1050 G −50 ... 200 0.02 III, FL 2.6 0.701 - 0.601 - 0.351 - 0.191 0.101 0.021 - - - - - V 0.55 RE 1225 G −25 ... 200 0.02 III, FL 2.6 0.301 - 0.241 - 0.091 0.041 - - - - - - - - V 0.55 RE 2025 G −25 ... 200 0.02 III, FL 2.6 0.301 - 0.231 - 0.061 0.031 - - - - - - - - V 0.55 工 > EE 15.0 N/A 13 5.0 7.5 165x177 160 140 450 235 × 500 × 605 28.5 230 V; 50 Hz & 220 V; 60 Hz 1.8 L000638 RA 8 15.0 N/A 13 9.5 14.5 300x203 160 140 450 365 × 500 × 605 37.0 230 V; 50 Hz & 220 V; 60 Hz 1.8 L000639 RA 12 15.0 N/A 13 14.0 22.0 350x277 160 140 450 415 × 605 × 605 43.0 230 V; 50 Hz & 220 V; 60 Hz 1.8 L000640 RA 24 22.0 - 13 3.3 4.0 130x105 160 140 365 180 × 350 × 546 20.0 230 V; 50 Hz 2.2 L002815 RE 415 S 22.0 - 13 3.3 4.0 130x105 160 140 374 180 × 396 × 555 22.0 230 V; 50 Hz 2.2 L001333 RE 420 S 22.0 - 13 4.6 5.7 150x130 160 140 400 200 × 430 × 581 27.0 230 V; 50 Hz 2.3 L001335 RE 630 S 22.0 - 13 8.0 10.0 200x200 160 140 443 280 × 440 × 624 34.0 230 V; 50 Hz 2.5 L001336 RE 1050 S 22.0 - 13 9.3 12.0 200x200 200 180 443 250 × 435 × 624 31.0 230 V; 50 Hz 2.3 L001337 RE 1225 S 22.0 - 13 14.0 20.0 300x350 160 140 443 350 × 570 × 624 38.0 230 V; 50 Hz 2.3 L001338 RE 2025 S 22.0 M16 × 1 13 3.3 4.0 130x105 160 140 365 180 × 350 × 546 20.5 230 V; 50 Hz 2.8 L002816 RE 415 G 22.0 M16 × 1 13 3.3 4.0 130x105 160 140 374 180 × 396 × 555 22.0 230 V; 50 Hz 2.8 L001339 RE 420 G 22.0 M16 × 1 13 4.6 5.7 150x130 160 140 400 200 × 430 × 581 24.0 230 V; 50 Hz 2.9 L001341 RE 630 G 22.0 M16 × 1 13 8.0 10.0 200x200 160 140 443 280 × 440 × 624 34.0 230 V; 50 Hz 3.1 L001342 RE 1050 G 22.0 M16 × 1 13 9.3 12.0 200x200 200 180 443 250 × 435 × 624 31.0 230 V; 50 Hz 2.9 L001343 RE 1225 G 22.0 M16 × 1 13 14.0 20.0 300x350 160 140 443 350 × 570 × 624 40.0 230 V; 50 Hz 2.9 L001344 RE 2025 G 73 LAUDA 制冷型恒温器 更多性能参数 泵特性曲线 导热液体：水 Pressure bar LAUDA ECO /第 62页 冷却曲线 符合 DIN 12876标准 泵特性曲线 导热液体：水 B 浴 at 槽 h t 温 em 度 p °erCature °C LAUDA Proline Kryomats /第 66页 冷却曲线 符合 DIN 12876标准 Ba 浴 th 槽 te 温 m 度 pe °raCture °C 电源插头 总览 劳达贸易（上海）有限公司 LAUDA CHINA CO., LTD 地址：上海市松江区民益路 201号 6幢 2楼 电话：021-64401098 f in 电子邮件：info@lauda.cn •网站：www.lauda.cn